知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-24
(45)【発行日】2022-12-02
(54)【発明の名称】臭化ポリマー難燃剤を含む組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 23/08 20060101AFI20221125BHJP
C08L 51/06 20060101ALI20221125BHJP
C08L 71/12 20060101ALI20221125BHJP
C08L 53/02 20060101ALI20221125BHJP
C08K 5/09 20060101ALI20221125BHJP
H01B 7/295 20060101ALI20221125BHJP
C09K 21/14 20060101ALI20221125BHJP
【ＦＩ】
C08L23/08
C08L51/06
C08L71/12
C08L53/02
C08K5/09
H01B7/295
C09K21/14
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020505149
(86)(22)【出願日】2018-07-31
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-10-22
(86)【国際出願番号】 US2018044535
(87)【国際公開番号】W WO2019032335
(87)【国際公開日】2019-02-14
【審査請求日】2021-07-16
(31)【優先権主張番号】62/543,558
(32)【優先日】2017-08-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100128495
【弁理士】
【氏名又は名称】出野 知
(74)【代理人】
【識別番号】100093665
【弁理士】
【氏名又は名称】蛯谷 厚志
(74)【代理人】
【識別番号】100173107
【弁理士】
【氏名又は名称】胡田 尚則
(72)【発明者】
【氏名】マンドラ、マニッシュ ケー．
(72)【発明者】
【氏名】チャウダリー、バァラァトゥ アイ．
(72)【発明者】
【氏名】シャイト ジュニア、ロバート エメット
(72)【発明者】
【氏名】ゴーシュ－ダスティダー、アビジット
(72)【発明者】
【氏名】ドルー、ペーター シー．
【審査官】古妻 泰一
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／１７６０３４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／１９５２６７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１５２４３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２００８－５２１９６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｌ ２３／０８
Ｃ０８Ｌ ５１／０６
Ｃ０８Ｌ ７１／１２
Ｃ０８Ｌ ５３／０２
Ｃ０８Ｋ ５／０９
Ｈ０１Ｂ ７／２９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水分架橋性組成物であって、前記組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、（Ａ）１０～７９重量％のアルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーと、
（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上の、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋性組成物。
【請求項2】
前記アルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーが、エチレン－シランコポリマーまたはシラングラフトエチレン系ポリマーのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の組成物。
【請求項3】
水分架橋性組成物であって、前記組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、（Ａ）４．０～８３．６７重量％のエチレン系ポリマーと、
（Ｂ）０．３～５重量％のグラフト可能なシラン含有化合物と、
（Ｃ）０．０２～１．０重量％の過酸化物開始剤と、
（Ｄ）重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上の、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｅ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋性組成物。
【請求項4】
前記ポリマー臭化難燃剤が、１，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ超のＭｗを有する、請求項１～３のいずれかに記載の組成物。
【請求項5】
前記ポリマー臭化難燃剤が、臭化ポリフェニルエーテルまたは臭化スチレン／ブタジエンブロックコポリマーである、請求項１～４のいずれかに記載の組成物。
【請求項6】
前記シラノール縮合触媒が、カルボン酸スズである、請求項１～５のいずれかに記載の組成物。
【請求項7】
水分架橋済組成物であって、前記組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、（Ａ）１０～７９重量％のアルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーと、
（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上の、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋済組成物。
【請求項8】
９０℃の水浴で４時間（ｈ）の劣化後、１７５％以下の高温クリープを有する、請求項７に記載の水分架橋済組成物。
【請求項9】
請求項１～８のいずれかに記載の組成物から作製されたポリマーシースを含む、ケーブル。
【請求項10】
以下の特性：（Ａ）水平燃焼性能：１００ミリメートル（ｍｍ）未満の合計チャー、
（Ｂ）水平燃焼性能：８０秒（ｓ）未満の消火までの時間、および
（Ｃ）耐湿潤絶縁性：１００メガオーム（Ｍｏｈｍ）超、のうちの少なくとも１つを有する、請求項９に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、臭化ポリマー難燃剤を含むポリオレフィン組成物に関する。本発明はまた、そのような組成物、特に水分架橋性である組成物から作製されたワイヤおよびケーブル構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
ハロゲン化難燃剤は周知であり、広く入手可能である。これらの製品は、様々なポリマー組成物に使用され、ワイヤおよびケーブルなどの様々な用途のために異なるレベルの難燃性を提供する。これらの製品は、高充填量で組み込まれた場合、良好な難燃性を提供することができるが、これらの高充填量では、望ましい特性、例えば機械的特性（耐圧潰性など）、電気的特性（耐湿潤絶縁性など）、および押し出し特性（観察されるダイ圧力など）のバランスを達成することが困難になる。他の望ましい特性を犠牲にすることなく、または少なくとも犠牲を減らし、良好な難燃性を提供することができるハロゲン化難燃剤が、引き続き関心の対象である。
【0003】
（適切なシラノール縮合触媒と組み合わせた）アルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーは、（押出プロセスによる）低電圧ケーブル構造物の絶縁体／外被層を作製するために広く用いられている。アルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーは、（ＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＡＣ ＤＦＤＢ－５４５１ＮＴ、またはＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＤＦＤＡ－５４５１ＮＴなどの「反応器エチレンシランコポリマー」を作製するための）反応器内でのエチレンと好適なアルコキシシランとの共重合によって、またはアルコキシシランをエチレン系ポリマーに反応器後グラフトすることによって、のいずれかによって作製することができる。後者のアプローチによって作製されたこれらのアルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーは、「シラングラフトエチレン系ポリマー」と称され、以下の２種類のうちのいずれか１つに分類することができる。
１．ＳＩＯＰＬＡＳ（商標）プロセス（ケーブル押出プロセスで使用する前に別のステップで作製）、または
２．ＭＯＮＯＳＩＬ（商標）プロセス（ケーブル製造プロセス中にその場で作製－過酸化物、シラン、および触媒を含有するエチレン系ポリマー組成物の一段階溶融ブレンド、反応、および押出による）。
１．ＳＩＯＰＬＡＳ（商標）プロセス（ケーブル押出プロセスで使用する前に別のステップで作製）、または
２．ＭＯＮＯＳＩＬ（商標）プロセス（ケーブル製造プロセス中にその場で作製－過酸化物、シラン、および触媒を含有するエチレン系ポリマー組成物の一段階溶融ブレンド、反応、および押出による）。
【0004】
押出後、ポリマー層の架橋をもたらすために、ケーブルは高湿状態で調整される（１５０℃または２００℃で測定した適度に低い高温クリープ値を得るため）。ケーブル全体の構造は、十分に高い耐酷使性特性（特に、耐圧潰性および斜め衝撃（ｇｌａｎｃｉｎｇ ｉｍｐａｃｔ）後の絶縁耐力の保持）を実証する必要がある。組成物が高充填量の難燃剤などの充填剤を含有すると、これらの性能要件を満たすことが特に難しい場合がある。
【発明の概要】
【0005】
一実施形態では、本発明は、水分架橋性組成物であって、組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、
（Ａ）１０～７９重量％のアルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーと、
（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）が、（≧）１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋性組成物である。
（Ａ）１０～７９重量％のアルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーと、
（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）が、（≧）１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋性組成物である。
【0006】
一実施形態では、アルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーは、エチレン－シラン反応器コポリマーまたはシラングラフト（Ｓｉ－ｇ－）エチレン系ポリマーである。一実施形態では、臭化難燃剤は、臭化ポリフェニルエーテルおよび臭化スチレン／ブタジエンブロックコポリマー（Ｂｒ－ＳＢＣ）を含む（がこれらに限定されない）臭化芳香族難燃剤である。臭化ポリフェニルエーテルの例は、Ｅｍｅｒａｌｄ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ（商標）１０００である。Ｂｒ－ＳＢＣの例としては、重量平均分子量が（＞）１００，０００ｇ／ｍｏｌ超のＥｍｅｒａｌｄ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ（商標）３０００（ＣＡＳ Ｎｏ．１１９５９７８－９３－８）である。一実施形態では、シラノール縮合触媒は、カルボン酸スズである。
【0007】
一実施形態では、本発明は、水分架橋性組成物であって、組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、
（Ａ）４．０～８３．６７重量％のエチレン系ポリマーと、
（Ｂ）０．３～５重量％のグラフト可能なシラン含有化合物、例えば、アルコキシシランと、
（Ｃ）０．０２～１．０重量％の過酸化物開始剤と、
（Ｄ）重量平均分子量（Ｍｗ）が、（≧）１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｅ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋性組成物である。
（Ａ）４．０～８３．６７重量％のエチレン系ポリマーと、
（Ｂ）０．３～５重量％のグラフト可能なシラン含有化合物、例えば、アルコキシシランと、
（Ｃ）０．０２～１．０重量％の過酸化物開始剤と、
（Ｄ）重量平均分子量（Ｍｗ）が、（≧）１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｅ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋性組成物である。
【0008】
一実施形態では、組成物は、水分架橋済組成物であって、組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、
（Ａ）１０～７９重量％のアルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーと、
（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）が、（≧）１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋済組成物である。
（Ａ）１０～７９重量％のアルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーと、
（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）が、（≧）１０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以上、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、１６～７０重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０１～２０重量％のシラノール縮合触媒と、を含む、水分架橋済組成物である。
【0009】
一実施形態では、本発明は、アルコキシシラン官能化エチレン系ポリマーと、重量平均分子量（Ｍｗ）が、≧１０００、好ましくは≧１０，０００、より好ましくは≧２５，０００、さらにより好ましくは≧５０，０００、なおより好ましくは≧７５，０００、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌのポリマー臭化難燃剤と、を含む、組成物である。これらの組成物は、水分誘導架橋後、臭化難燃剤の重量平均分子量を除きすべての面で同様の、すなわち比較臭化難燃剤のＭｗが（＜）１０００ｇ／ｍｏｌ未満であることを除きすべての面で同様の組成物と比較すると、驚くべき改善された性能バランスを呈する。本発明の組成物で作製されたワイヤおよびケーブル構造物は、以下の特性：耐圧潰性、燃焼性能、耐湿潤絶縁性、および斜め衝撃後の保持されたＡＣ絶縁破壊強度、のうちの１つ以上の改善を実証する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1a】および
【図1b】表３に報告されているように、表２の組成物の燃焼性能の線グラフである。
【図2a】ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０の充填量が増加すると湿潤ＩＲ性能の低減を生じることを示す線グラフである。
【図2b】ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００の充填量が増加すると、湿潤ＩＲ性能の改善を生じることを示す線グラフである。
【図2c】同じ充填量でのＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０と比較して、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００のより良好な湿潤ＩＲ性能を示す線グラフである。
【図3】表１０および１２の組成物の燃焼性能を報告する線グラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
定義
元素周期表へのいかなる参照も、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．，１９９０－１９９１によって出版されたものへの参照である。この周期表における元素の族への参照は、族の番号付けの新しい表記法による。
元素周期表へのいかなる参照も、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．，１９９０－１９９１によって出版されたものへの参照である。この周期表における元素の族への参照は、族の番号付けの新しい表記法による。
【0012】
米国特許実務を目的として、任意の参照される特許、特許出願、または刊行物の内容は、特に定義の開示（本開示に具体的に提供される任意の定義に矛盾しない範囲で）、およびこの技術分野における一般的知識に関して、参照によりこれらの全体が本明細書に組み込まれる（または、その同等の米国版が参照によりそのように組み込まれる）。
【0013】
本明細書に開示されている数値範囲は、下限値および上限値を含む、下限値から上限値の全ての値を含む。明確な数値（例えば、１もしくは２、または３～５、または６、または７）を含む範囲については、いずれかの２つの明確な数値間の任意の部分範囲が含まれる（例えば、１～２、２～６、５～７、３～７、５～６など）。
【0014】
反対の記載、文脈から暗黙のうちに、またはこの技術分野において慣習的にそうでないと述べられていない限り、全ての部およびパーセントは重量に基づいており、全ての試験方法は本開示の出願日現在のものである。
【0015】
「備える」、「含む」、「有する」という用語、およびそれらの派生語は、それが具体的に開示されているかどうかにかかわらず、任意の追加の構成成分、ステップ、または手順の存在を除外することを意図しない。いかなる疑義も回避するために、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語の使用を通して特許請求される全ての構成要素は、特段の記述がない限り、ポリマーであるか、ポリマーでないかにかかわらず、任意の追加の添加剤、補助剤、または化合物を含んでもよい。対照的に、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、いかなる後続の列挙の範囲から他の任意の構成要素、ステップ、または手順を考慮しない。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」という用語は、具体的に描写または列挙されていない任意の構成要素、ステップ、または手順を考慮しない。「または（ｏｒ）」という用語は、特段の記述がない限り、列挙されたメンバーを個別におよび任意の組み合わせで指す。単数形の使用には、複数形の使用が含まれ、またその逆も含まれる。
【0016】
「組成物」という用語は、組成物を構成する材料の混合物、ならびに組成物の材料から形成された反応生成物および分解生成物を意味する。
【0017】
「ポリマー」および同様の用語は、同じまたは異なる種類のモノマーを反応させる（すなわち、重合させる）ことによって調製された巨大分子化合物を意味する。「ポリマー」は、ホモポリマーおよびインターポリマーを含む。例えば、触媒残渣等の微量の不純物が、ポリマー中および／またはポリマー内に組み込まれ得る。この用語は、全ての形態のコポリマー、例えば、ランダム、ブロックなども包含する。ポリマーは多くの場合、１つ以上の特定のモノマー「から作製される」もの、特定のモノマーまたはモノマーの種類「に基づく」もの、特定のモノマー含有量「を含有する」ものなどと称されるが、この文脈において、「モノマー」という用語は、非重合種ではなく、特定のモノマーの重合残余物を指していることが理解される。一般に、ポリマーは、対応するモノマーの重合形態である「単位」に基づくものと称される。
【0018】
「インターポリマー」は、少なくとも２つの異なるモノマーの重合によって調製されたポリマーを意味する。この総称は、２種の異なるモノマーから調製されるポリマーを指すために通常用いられるコポリマー、および３種以上の異なる種類のモノマーから調製されるポリマー、例えばターポリマー、テトラポリマー等を含む。
【0019】
「ポリオレフィン」、「ＰＯ」、および同様の用語は、単純オレフィンから得られるポリマーを意味する。多くのポリオレフィンは、熱可塑性であり、本発明の目的でゴム相を含むことができる。代表的なポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、およびこれらの様々なインターポリマーが挙げられる。
【0020】
「エチレン系ポリマー」、「エチレンベースのポリマー」、「エチレンポリマー」、「ポリエチレン」、および同様の用語は、ポリマーの重量に基づき、５０重量パーセント（重量％）以上または過半量の重合エチレンを含有し、任意に、１つ以上のコモノマーを含んでもよいポリマーを意味する。したがって、一般用語「エチレン系ポリマー」は、エチレンホモポリマーおよびエチレンインターポリマーを含む。
【0021】
「導体」は、任意の電圧（ＤＣ、ＡＣ、または過渡的）でエネルギーを伝達するための細長い形状の要素（ワイヤ、ケーブル、光学ファイバ）である。導体は、典型的に、少なくとも１本の金属ワイヤまたは少なくとも１本の金属ケーブル（アルミニウムまたは銅など）であるが、光学ファイバであってもよい。導体は、単一のケーブルでも、一緒に束ねられた複数のケーブル（すなわち、ケーブルコアまたはコア）でもよい。
【0022】
「シース」は総称であり、ケーブルに関連して使用される場合、絶縁被覆または層、保護外被などを含む。
【0023】
「ワイヤ」は、単一撚線の伝導性金属、例えば、銅もしくはアルミニウムまたは単一撚線の光学ファイバである。
【0024】
「ケーブル」は、保護外被またはシース内の少なくとも１つの導体、例えば、ワイヤ、光学ファイバなどである。典型的には、ケーブルは、一般的な保護外被またはシース内で共に結合した２つ以上のワイヤまたは２つ以上の光学ファイバである。組み合わせケーブルは、電気ワイヤおよび光学ファイバの両方を含有し得る。外被またはシース内部の個々のワイヤまたはファイバは、むき出しであってもよく、カバーされてもよく、または絶縁されてもよい。典型的なケーブル設計は、ＵＳＰ第５，２４６，７８３号、同第６，４９６，６２９号、および同第６，７１４，７０７号に例証される。
【0025】
「架橋性」、「硬化性」、および同様の用語は、物品に成形される前または後のポリマーが、硬化も架橋もされておらず、実質的な架橋を誘発した処理に供されても曝露されてもいないが、ポリマーが、そのような処理に供されるか、または曝露されると（例えば、水への曝露）、実質的な架橋を生じさせる、促進させる、または可能にする添加剤（複数可）または機能性を含むことを示す。
【0026】
「水分架橋性ポリマー組成物」および同様の用語は、適切な温度下で湿気または水に曝露されると架橋することができるポリマーを含む組成物を意味する。好ましくは、組成物中のポリマーのうちの１つは、加水分解性シラン基を有する。
【0027】
「加水分解性シラン基」および同様の用語は、水と反応するシラン基を意味する。これらには、加水分解してシラノール基を生じさせることができ、次いで縮合してモノマーまたはポリマーを架橋することができる、モノマーまたはポリマー上のアルコキシシラン基が含まれる。
【0028】
「室温」および同様の用語は、２３℃を意味する。
【0029】
加水分解性シラン基を有するエチレンポリマー
エチレン性ポリマー
本発明の実施で使用されるエチレン系ポリマーは、分岐状、直鎖状、または実質的に直鎖状であってもよく、反応器内の重合もしくは共重合（低圧もしくは高圧）によって、または後反応器改質（グラフトコポリマーを作製するための反応押出など）によって作製され得る。本明細書で使用される場合、「高圧反応器」または「高圧プロセス」という用語は、少なくとも５０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）（３４．４７メガパスカルまたはｍＰａ）の圧力で操作される任意の反応器またはプロセスである。当業者に既知であるように、「分岐状」エチレン系ポリマーは、多くの場合、高圧反応器またはプロセス（それだけではないが）で調製され、分岐がポリマー主鎖上および分岐自体上の両方に見られる高度に分岐したポリマー構造を有する傾向がある。対照的に、「実質的に直鎖状」は、１，０００個の炭素原子当たり０．０１～３個の長鎖分岐で置換されている主鎖を有するポリマーを示す。いくつかの実施形態では、エチレン性ポリマーは、１，０００個の炭素原子当たり０．０１～１個の長鎖分岐、または１，０００個の炭素原子当たり０．０５～１個の長鎖分岐で置換されている主鎖を有することができる。
エチレン性ポリマー
本発明の実施で使用されるエチレン系ポリマーは、分岐状、直鎖状、または実質的に直鎖状であってもよく、反応器内の重合もしくは共重合（低圧もしくは高圧）によって、または後反応器改質（グラフトコポリマーを作製するための反応押出など）によって作製され得る。本明細書で使用される場合、「高圧反応器」または「高圧プロセス」という用語は、少なくとも５０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）（３４．４７メガパスカルまたはｍＰａ）の圧力で操作される任意の反応器またはプロセスである。当業者に既知であるように、「分岐状」エチレン系ポリマーは、多くの場合、高圧反応器またはプロセス（それだけではないが）で調製され、分岐がポリマー主鎖上および分岐自体上の両方に見られる高度に分岐したポリマー構造を有する傾向がある。対照的に、「実質的に直鎖状」は、１，０００個の炭素原子当たり０．０１～３個の長鎖分岐で置換されている主鎖を有するポリマーを示す。いくつかの実施形態では、エチレン性ポリマーは、１，０００個の炭素原子当たり０．０１～１個の長鎖分岐、または１，０００個の炭素原子当たり０．０５～１個の長鎖分岐で置換されている主鎖を有することができる。
【0030】
本発明の実施で使用されるエチレン系ポリマーは、ホモポリマーおよびインターポリマー、ランダムコポリマーおよびブロックコポリマー、ならびに官能化ポリマー（例えば、エチレンビニルアセテート、エチレンエチルアクリレートなど）および非官能化ポリマーの両方を含む。エチレン系インターポリマーは、エラストマー、フレクソマー、およびプラストマーを含む。エチレンポリマーは、少なくとも５０、好ましくは少なくとも６０、より好ましくは少なくとも８０重量％のエチレンから誘導される単位を含む。エチレン系インターポリマーの他の単位は、典型的には、α－オレフィンおよび不飽和エステルを含む（がこれらに限定されない）１つ以上の重合性モノマーから誘導される。
【0031】
α－オレフィンとしては、Ｃ３～２０の直鎖状、分岐状または環状のα－オレフィンが好ましい。Ｃ３－２０α－オレフィンの例としては、プロペン、１－ブテン、４－メチル－１－ペンテン、１－ヘキセン、１－オクテン、１－デセン、１－ドデセン、１－テトラデセン、１－ヘキサデセン、および１－オクタデセンが挙げられる。α－オレフィンはまた、シクロヘキサンまたはシクロペンタンなどの環状構造を含有し、３－シクロヘキシル－１－プロペン（アリルシクロヘキサン）およびビニルシクロヘキサンなどのα－オレフィンをもたらすことができる。この用語の一般的な意味におけるα－オレフィンではないが、本発明の目的で、ノルボルネンおよび関連するオレフィン、特に５－エチリデン－２－ノルボルネンなどのある特定の環状オレフィンは、α－オレフィンであり、上記のα－オレフィンの一部または全部の代わりに使用され得る。同様に、スチレンおよびそれに関連するオレフィン（例えば、α－エチルスチレンなど）は、本発明の目的のためのα－オレフィンである。例示的なエチレン系インターポリマーとしては、エチレン／プロピレン、エチレン／ブテン、エチレン／１－ヘキセン、エチレン／１－オクテン、エチレン／スチレンなどのコポリマーが挙げられる。例示的なエチレン系ターポリマーとしては、エチレン／プロピレン／１－オクテン、エチレン／プロピレン－／ブテン、エチレン／ブテン／１－オクテン、エチレン／プロピレン／ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、およびエチレン／ブテン／スチレンが挙げられる。
【0032】
様々な実施形態では、不飽和エステルは、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、またはビニルカルボキシレートであってもよい。アルキル基は、１～８個の炭素原子または１～４個の炭素原子を有することができる。カルボキシレート基は、２～８個の炭素原子または２～５個の炭素原子を有することができる。アクリレートおよびメタクリレートの例としては、エチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、および２エチルヘキシルアクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。ビニルカルボキシレートの例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、およびビニルブタノアートが挙げられるが、これらに限定されない。
【0033】
本発明の実施で使用され得るエチレン系ポリマーの例としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）；中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）；直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）；低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）；極低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）；均一に分岐した直鎖状エチレン／α－オレフィンコポリマー（例えば、Ｍｉｔｓｕｉ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ ＬｉｍｉｔｅｄによるＴＡＦＭＥＲ（商標）およびＤＥＸ－ＰｌａｓｔｏｍｅｒｓによるＥＸＡＣＴ（商標）；均一に分岐した実質的に直鎖状のエチレン／α－オレフィンポリマー（例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ポリオレフィンプラストマーおよびＥＮＧＡＧＥ（商標）ポリオレフィンエラストマー）；ならびにエチレンブロックコポリマー（同じくＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＩＮＦＵＳＥ（商標））が挙げられる。実質的に直鎖状のエチレンコポリマーは、ＵＳＰ第５，２７２，２３６号、同第５，２７８，２７２号、および同第５，９８６，０２８号により詳細に記載され、エチレンブロックコポリマーは、ＵＳＰ第７，５７９，４０８号、同第７，３５５，０８９号、同第７，５２４，９１１号、同第７，５１４，５１７号、同第７，５８２，７１６号、および同第７，５０４，３４７号により詳細に記載されている。
【0034】
本発明の実施で使用するための特に興味深いエチレン系インターポリマーは、ＬＤＰＥ、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、およびＨＤＰＥである。これらのエチレン系コポリマーは、ＤＯＷＬＥＸ（商標）、ＡＴＴＡＮＥ（商標）、およびＦＬＥＸＯＭＥＲ（商標）などの商標で、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙを含む多くの異なる供給元から市販されている。１つの好ましいポリマーは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である。
【0035】
それらのエチレン系ポリマーは、毎分０．１～５０デシグラム（ｄｇ／分）、または０．３～３０ｄｇ／分、または０．５～２０ｄｇ／分の範囲のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。Ｉ２は、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８、条件Ｅの下で決定され、１９０℃および２．１６ｋｇで測定される。
【0036】
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、室温で任意の結晶化度を有する。一実施形態では、室温でのエチレン系ポリマーの結晶化度は、０％～８０％、または１０％～８０％、または３０％～７０％、または３５％～６０％、または４０％～５０％の範囲である。
【0037】
室温での結晶化度は、実施例に記載されるように計算または測定される。
【0038】
エチレン系ポリマーは、本発明のポリマーが、ポリマーブレンドの少なくとも約７０、好ましくは少なくとも約７５、より好ましくは少なくとも約８０重量パーセントを構成する程度まで、１つ以上の他のポリマーとブレンドまたは希釈することができる。
【0039】
シラン官能基
エチレンと効果的に共重合するか、またはエチレン系ポリマーにグラフトし、したがってエチレン系ポリマーの架橋を可能にする任意のシラン（またはシラン含有化合物）が、本発明の実施で使用され得、以下の式によって記載されるものは、例示的であり、
式中、Ｒ’は、水素原子またはメチル基であり、ｘおよびｙは、０または１であり、ただし、ｘが１であるとき、ｙが１であることを条件とし、ｎは、１～１２（それらを含む）、好ましくは１～４の整数であり、各Ｒ’’は独立して、１～１２個の炭素原子を有するアルコキシ基などの加水分解性有機基（例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ）、アラルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ）、１～１２個の炭素原子を有する脂肪族アシルオキシ基（例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、プロパノイルオキシ）、アミノもしくは置換アミノ基（アルキルアミノ、アリールアミノ）、または１～６個（それらを含む）の炭素原子を有する低級アルキル基であるが、ただし、３つのＲ”基のうちの１つ以下が、アルキルであることを条件とする。そのようなシランは、高圧プロセスなどの反応器においてエチレンと共重合して、加水分解性シラン基を有するエチレンとモノマーとのコポリマーを作製し得る。また、成形または鋳造作業の前または最中のいずれかに、好適な量の有機過酸化物を使用することによって、上記のものなどの好適なエチレン系ポリマーにそのようなシランをグラフトして、加水分解性シラン基を有するシラングラフトエチレン系ポリマー（Ｓｉ－ｇ－ＥＰ）を作製することができる。
エチレンと効果的に共重合するか、またはエチレン系ポリマーにグラフトし、したがってエチレン系ポリマーの架橋を可能にする任意のシラン（またはシラン含有化合物）が、本発明の実施で使用され得、以下の式によって記載されるものは、例示的であり、
【化1】
【0040】
好適なシランとしては、ビニル、アリル、イソプロペニル、ブテニル、シクロヘキセニル、またはガンマ－（メタ）アクリルオキシアリル基などのエチレン性不飽和ヒドロカルビル基、および例えば、ヒドロカルビルオキシ、ヒドロカルボニルオキシ、またはヒドロカルビルアミノ基などの加水分解性基を含む不飽和シランが挙げられる。加水分解性基の例としては、メトキシ、エトキシ、ホルミルオキシ、アセトキシ、プロプリオニルオキシ、およびアルキルまたはアリールアミノ基が挙げられる。好ましいシランは、ポリマーにグラフトされ得るか、または他のモノマー（エチレンおよびアクリレートなど）と反応器内で共重合し得る、不飽和アルコキシシランである。これらのシランおよびそれらの調製方法は、ＵＳＰ５，２６６，６２７でより十分に記載されている。ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ）、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ガンマ－（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、およびこれらのシランの混合物は、本発明で使用するのに好ましいシラン架橋剤である。
【0041】
エチレン系ポリマーを官能化するために使用されるシラン（架橋剤）の量は、ポリマーの性質、シラン、加工または反応器条件、グラフトまたは共重合効率、最終用途、および同様の要因に応じて大きく異なり得るが、典型的には、少なくとも０．５、好ましくは少なくとも０．７重量パーセントが使用される。便宜性および経済性を考慮することは、使用されるシランの最大量に対する主要な制限のうちの２つであり、典型的には、最大量のシランは、５重量パーセントを超えず、好ましくは３重量パーセントを超えない。
【0042】
シランは、任意の従来の方法によって、典型的にはフリーラジカル開始剤、例えば、ペルオキシドおよびアゾ化合物の存在下で、または電離放射線などによってエチレン系コポリマーにグラフトされる。ペルオキシド開始剤、例えば、ジクミルペルオキシド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド、ｔ－ブチルペルベンゾエート、ベンゾイルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ｔ－ブチルペルオクトエート、メチルエチルケトンペルオキシド、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルペルオキシ）ヘキサン、ラウリルペルオキシド、およびｔｅｒｔ－ブチルペルアセテートのうちのいずれか１つなどの有機開始剤が好ましい。好適なアゾ化合物は、２，２－アゾビスイソブチロニトリルである。開始剤の量は変えることができるが、典型的には少なくとも０．０２、好ましくは少なくとも０．０４、より好ましくは少なくとも０．０６重量％の量で存在する。典型的には、開始剤は、１．０を超えず、好ましくは０．３０を超えず、最も好ましくは０．２０重量％を超えない。シラン対開始剤の比も大きく異なり得るが、典型的な架橋剤：開始剤の比は、０．３：１～２５０：１、好ましくは５：１～５０：１、より好ましくは１０：１～３０：１、最も好ましくは１３：１～２４：１である。
【0043】
シランをエチレン性ポリマーにグラフトするために任意の従来の方法が使用され得るが、１つの好ましい方法は、２軸押出機またはＢＵＳＳ（商標）混練機などの反応押出機の第１の段階で、２つを開始剤とブレンドすることである。シラングラフトエチレン系ポリマー（Ｓｉ－ｇ－ＥＰ）を作製するためのそのようなプロセスは、ＳＩＯＰＬＡＳプロセスと呼ばれ、シランモノマーは、例えば、ＵＳＰ第４，５７４，１３３号、同第６，０４８，９３５号、および同第６，３３１，５９７号に記載されるように、ポリマーを本組成物に組み込む前に、押出などのプロセスによって、ベースのエチレン系ポリマーの主鎖にグラフトされる。グラフト条件は、異なり得るが、溶融温度は典型的には、開始剤の滞留時間および半減期に応じて、１６０～２６０℃、好ましくは１９０～２３０℃である。
【0044】
一実施形態では、シラン官能化エチレン系ポリマーは、原位置Ｓｉ－ｇ－ＥＰである。原位置Ｓｉ－ｇ－ＥＰは、ＭＯＮＯＳＩＬプロセスなどのプロセスによって形成され、シランモノマーは、例えば、ＵＳＰ第４，５７４，１３３号に記載されるように、本組成物の押出中にベースのエチレン系ポリマーの主鎖にグラフトされて、被覆導体を形成する。
【0045】
エチレンおよび他のモノマーとの不飽和アルコキシシラン架橋剤の共重合は、エチレンホモポリマーおよびビニルアセテートとアクリレートとのコポリマーの製造で使用される高圧反応器内で行われ得る。
【0046】
組成物がシラン官能化エチレン系ポリマーを含む本発明の一実施形態では、組成物中のシラン官能化ポリマーの量は、典型的には１０～７９重量％、または～７８重量％、または～７７重量％、または～７６重量％、または～７５重量％、または～７０重量％、または～６５重量％、または～６０重量％、または～５５重量％、または～５０重量％、または～４５重量％、または～４０重量％、または～３５重量％、または～３０重量％、または～２５重量％、または～２０重量％である。
【0047】
組成物がシラン官能化エチレン系ポリマーを含む本発明の一実施形態では、組成物中のシラン官能化ポリマーの量は、典型的には７９～１３重量％、または～２０重量％、または～２５重量％、または～２７重量％、または～２９重量％、または～３１重量％、または～３３重量％、または～３５重量％、または～３７重量％、または～４０重量％、または～４５重量％、または～５０重量％、または～５５重量％、または～６０重量％、または～６５重量％、または～７０重量％、または～７５重量％である。
【0048】
ポリマー臭化難燃剤
ポリマー臭化難燃剤は、既知の化合物であり、多くは市販されている。本発明の一の実施形態では、臭化難燃剤は、≧１０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。一実施形態では、臭化難燃剤は、≦１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは≦５００，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≦２００，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。
ポリマー臭化難燃剤は、既知の化合物であり、多くは市販されている。本発明の一の実施形態では、臭化難燃剤は、≧１０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧７５，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≧１００，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。一実施形態では、臭化難燃剤は、≦１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは≦５００，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは≦２００，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。
【0049】
一実施形態では、ポリマー臭化難燃剤は、コポリマーがブタジエン部分とビニル芳香族モノマー部分とを重合した熱安定性臭化コポリマーであり、このコポリマーは、臭化前に、コポリマーの重量に基づく５～９０重量パーセントのビニル芳香族モノマー含有量、ブタジエン部分の重量に基づく０重量％超の１，２－ブタジエン異性体含有量、および少なくとも１０００の重量平均分子量を有する。臭化コポリマーは、１Ｈ ＮＭＲ分光法によって決定される、臭化前のコポリマーの非芳香族二重結合含有量に基づいて、５０パーセント未満の非臭化非芳香族二重結合含有量（すなわち、ブタジエン繰り返し単位のうちの５０％超が臭化されている）、および少なくとも２００℃の熱重量分析（ＴＧＡ）によって決定された５パーセントの重量損失温度（５％ＷＬＴ）を有する。非臭化非芳香族二重結合含有量は、臭化前のコポリマーの非芳香族二重結合含有量に基づいて、各場合において、好ましくは１５パーセント以下、さらにより好ましくは１０パーセント未満であり、すなわち臭化ブタジエン繰り返し単位の割合が、好ましくは少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％である。
【0050】
一実施形態では、臭化コポリマーは、臭化ブタジエン／ビニル芳香族モノマーコポリマー、具体的には臭化スチレン／ブタジエンブロックコポリマー（Ｂｒ－ＳＢＣ）である。臭化前のＳＢＣは、ジブロックコポリマー（例えば、スチレン－ブタジエン）、トリブロックコポリマー（例えば、スチレン／ブタジエン／スチレン、すなわちＳＢＳ）、テトラブロックコポリマー（例えば、スチレン／ブタジエン／スチレン／ブタジエン、すなわちＳＢＳＢ）、またはマルチブロックコポリマー（例えば、スチレン／ブタジエン／スチレン／ブタジエン／スチレン、すなわちＳＢＳＢＳ）のうちのいずれかであり得る。ＳＢＣは、逐次アニオン重合を介した調製を用いるランダム重合を含む当技術分野で既知の任意のプロセスによって、または好ましくはカップリング反応によって調製することができる。前述のうち、ＳＢＳブロックコポリマーなどの臭化トリブロックコポリマーが特に好ましい。
【0051】
Ｂｒ－ＳＢＣが好ましいが、臭化ブタジエン／ビニル芳香族モノマーコポリマーは、従来のフリーラジカル重合によって、またはアニオン重合の修飾（極性修飾剤の使用など）によって調製されたランダムコポリマー、またはグラフトによって調製されたグラフトコポリマー、例えば、ポリブタジエンホモポリマー（ＰＢＤ）骨格上の重合スチレンモノマー鎖であってもよい。
【0052】
Ｂｒ－ＳＢＣを含む臭化ブタジエン／ビニル芳香族モノマーコポリマー、およびそれらを調製するためのプロセスおよび使用は、ＷＯ２００７／０５８７３６に詳述されている。
【0053】
臭化コポリマーの作製に使用される（すなわち臭化前の）非限定的なコポリマーは、以下の重要な特性：１，０００～２００，０００、好ましくは２，０００～１８０，０００、より好ましくは５，０００～１６０，０００、さらにより好ましくは、少なくとも商業的利用性の観点から、１００，０００～１６０，０００の範囲内の重量平均分子量（Ｍｗ）、およびブロックコポリマーの重量に基づいて、少なくとも５重量％、好ましくは５重量％～９０重量％の範囲の重合ビニル芳香族モノマー含有量、および測定可能な、すなわち０パーセント超の１，２－異性体含有量を有する。
【0054】
代表的な臭化難燃剤としては、これらに限定されないが、臭化ポリスチレン、ポリ（４－ブロモスチレン）、ポリ（ブロモスチレン）、臭化天然ゴムおよび合成ゴム、ポリ臭化ビニル、ポリ（臭化ビニリデン）、ポリ（２－ブロモエチルメタクリレート）、ポリ（２，３－ジブロモプロピルメタクリレート）、ポリ（メチル－α－ブロモアクリレート）、ブタジエンスチレン臭化コポリマー、ＷＯ２０１４／０１４６４８ Ａ２に記載のもの、およびＵＳＰ５，０６６，７５２に記載のもの、およびＰｏｌｙｍｅｒ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，２５（１）：１－９（１９８９）に記載のものが挙げられる。
【0055】
一実施形態では、ポリマー臭化難燃剤は、５０重量パーセント超、好ましくは５５重量パーセント超、より好ましくは６０重量パーセント超の臭素含有量を有する。
【0056】
組成物が１０００グラム／モル以上の重量平均分子量のポリマー臭化難燃剤を含む本発明の一実施形態では、組成物中のポリマー臭化難燃剤の量は、典型的には１６～７０重量％、または～６５重量％、または～６０重量％、または～５５重量％、または～５２重量％、または～５０重量％、または～４８重量％、または～４６重量％、または～４４重量％、または～４２重量％、または～４０重量％、または～３５重量％、または～３０重量％、または～２５重量％、または～２０重量％である。
【0057】
組成物が１０００グラム／モル以上の重量平均分子量のポリマー臭化難燃剤を含む本発明の一実施形態では、組成物中のポリマー臭化難燃剤の量は、典型的には７０～１７重量％、または～１９重量％、または～２１重量％、または～２３重量％、または～２５重量％、または～２７重量％、または～２９重量％、または～３１重量％、または～３３重量％、または～３５重量％、または～４０重量％、または～４５重量％、または～５０重量％、または～５５重量％、または～６０重量％である。
他のハロゲン化難燃剤
他のハロゲン化難燃剤
【0058】
一実施形態では、本発明の組成物は、１０００グラム／モル以上の重量平均分子量のポリマー臭化難燃剤以外に、少なくとも１つのハロゲン化有機難燃剤を含む。有用な他のハロゲン化有機化合物は、単環式、二環式、または多環式環であり得る芳香環または脂環式環に結合した、少なくとも１つのハロゲン原子、好ましくは臭素または塩素を有する。臭素は、好ましいハロゲンである。ハロゲン化化合物は、組成物の加工特性または物理的特性に悪影響を及ぼさない他の官能基を含有してもよい。臭化されている場合、他のハロゲン化有機化合物の重量平均分子量は、（＜）１０００ｇ／ｍｏｌ未満である。
【0059】
上記の種類の他のハロゲン化化合物の例としては、ペルクロロペンタシクロデカン、ヘキサクロロシクロペンタジエンと無水マレイン酸などの「エン」とのディールスアルダー付加物、ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモエチルベンゼン２，４，６－トリブロモフェノール、トリブロモフェニルアリルエーテル、オクタオブロモジフェニル、ポリ（ペンタブロモベンジル）アクリレート、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、テトラクロロビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡのビス（ジブロモプロピル）エーテル、テトラクロロフタル酸無水物、テトラブロモフタル酸無水物、ヘキサクロロエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、エチレン－ビス（テトラブロモフタトミド（ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｐｈｔｈａｔｍｉｄｅ））、ヘキサブロモシクロドデカンなどが挙げられる。本発明の実施に有用ないくつかの他のハロゲン化化合物は、米国特許第ＵＳＰ６，９３６，６５５号に記載されている。
【0060】
使用される難燃性化合物の量を最小限に抑えるために、高いハロゲン含有量を有する他のハロゲン化化合物を用いることが有利である。６５重量パーセント超、より好ましくは７５重量パーセント超の臭素含有量を有する臭化芳香族化合物が、特に望ましい。非常に有用な実施形態では、他の難燃性化合物は、デカブロモジフェニルエーテルまたはエタン－１，２－ビス（ペンタブロモフェニル）である。
【0061】
他のハロゲン化難燃剤（存在する場合）の量は、本発明の組成物の５０重量％未満である。
【0062】
シラノール縮合触媒
一実施形態では、本発明の組成物は、架橋を促進し、水分硬化を確実にするために、シラノール縮合触媒を含む。アルコキシシランポリマーを架橋するための当該技術分野において既知のシラノール縮合触媒が、本発明の組成物に用いられ得る。そのような触媒としては、有機塩基、カルボン酸、および有機チタネートを含む有機金属化合物、ならびに鉛、コバルト、鉄、ニッケル、亜鉛、およびスズの錯体またはカルボキシレート、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズマレアート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、第一スズアセテート、第一スズオクトエート、ナフテン酸鉛、カプリル酸亜鉛、ナフテン酸コバルトなどが挙げられる。カルボキシレート、特にジブチルスズジラウレートおよびジオクチルスズマレアートは、本発明の組成物にとって特に有用なシラノール縮合触媒である。シラノール縮合触媒は、組成物の総重量に基づき、０．０１～２０重量％、または０．０２５～１０重量％、または０．０５～５重量％、または０．１～３重量％の量で存在する。シラノール縮合触媒は、マスターバッチの形態で導入され得る。一実施形態では、シラノール縮合触媒は、０重量％超、好ましくは４０重量％未満の量のマスターバッチの構成成分である。
一実施形態では、本発明の組成物は、架橋を促進し、水分硬化を確実にするために、シラノール縮合触媒を含む。アルコキシシランポリマーを架橋するための当該技術分野において既知のシラノール縮合触媒が、本発明の組成物に用いられ得る。そのような触媒としては、有機塩基、カルボン酸、および有機チタネートを含む有機金属化合物、ならびに鉛、コバルト、鉄、ニッケル、亜鉛、およびスズの錯体またはカルボキシレート、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズマレアート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、第一スズアセテート、第一スズオクトエート、ナフテン酸鉛、カプリル酸亜鉛、ナフテン酸コバルトなどが挙げられる。カルボキシレート、特にジブチルスズジラウレートおよびジオクチルスズマレアートは、本発明の組成物にとって特に有用なシラノール縮合触媒である。シラノール縮合触媒は、組成物の総重量に基づき、０．０１～２０重量％、または０．０２５～１０重量％、または０．０５～５重量％、または０．１～３重量％の量で存在する。シラノール縮合触媒は、マスターバッチの形態で導入され得る。一実施形態では、シラノール縮合触媒は、０重量％超、好ましくは４０重量％未満の量のマスターバッチの構成成分である。
【0063】
充填剤および添加剤
臭化難燃剤を含む架橋済シラン官能化ポリオレフィン製品は、充填されていてもいなくてもよい。充填される場合、存在する充填剤の量は、シラン架橋済オレフィンポリマーの機械的および／または化学的特性の許容できないほど大きな劣化を引き起こすであろう量を好ましくは超えるべきではない。典型的には、存在する充填剤の量は、ポリマーの重量に基づいて、２～８０、好ましくは５～７０重量パーセント（重量％）である。代表的な充填剤としては、カオリン粘土、水酸化マグネシウム、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラックが挙げられる。充填剤は、難燃特性を有していても、または有していなくてもよい。充填剤が存在する場合の本発明の好ましい一実施形態では、充填剤は、充填剤がシラン硬化反応を妨げかねない可能性がある傾向を防止または遅延させる材料でコーティングされる。ステアリン酸は、そのような充填剤被覆の実例である。充填剤および触媒は、望ましくない相互作用および反応を回避するように選択され、この選択は、通常の技術の範囲内で良好である。
臭化難燃剤を含む架橋済シラン官能化ポリオレフィン製品は、充填されていてもいなくてもよい。充填される場合、存在する充填剤の量は、シラン架橋済オレフィンポリマーの機械的および／または化学的特性の許容できないほど大きな劣化を引き起こすであろう量を好ましくは超えるべきではない。典型的には、存在する充填剤の量は、ポリマーの重量に基づいて、２～８０、好ましくは５～７０重量パーセント（重量％）である。代表的な充填剤としては、カオリン粘土、水酸化マグネシウム、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラックが挙げられる。充填剤は、難燃特性を有していても、または有していなくてもよい。充填剤が存在する場合の本発明の好ましい一実施形態では、充填剤は、充填剤がシラン硬化反応を妨げかねない可能性がある傾向を防止または遅延させる材料でコーティングされる。ステアリン酸は、そのような充填剤被覆の実例である。充填剤および触媒は、望ましくない相互作用および反応を回避するように選択され、この選択は、通常の技術の範囲内で良好である。
【0064】
本発明の組成物はまた、例えば、本発明の組成物の望ましい物理的または機械的特性を妨げない程度の、酸化防止剤（例えば、ＩＲＧＡＮＯＸ（商標）１０１０などのヒンダードフェノール）、亜リン酸塩（例えば、ＩＲＧＡＦＯＳ（商標）１６８）、ＵＶ安定剤、粘着添加剤、光安定剤（ヒンダードアミンなど）、可塑剤（フタル酸ジオクチルまたはエポキシ化大豆油など）、金属不活性化剤、スコーチ阻害剤、離型剤、粘着付与剤（炭化水素粘着付与剤など）、ワックス（ポリエチレンワックスなど）、加工助剤（油など、ステアリン酸などの有機酸、有機酸の金属塩）、油性増量剤（パラフィン油および鉱油など）、着色剤または顔料などの添加剤を含有してもよい。これらの添加剤は、当業者に既知の量で使用される。
【0065】
ハロゲンを含まない難燃剤
一実施形態では、本発明の組成物は、火炎の生成を抑制、抑制、または遅延させることができる少なくとも１つのハロゲンを含まない難燃剤（ＨＦＦＲ）を含む。ハロゲンを含まない難燃剤は、無機材料であり得る。本発明の組成物に使用するのに好適なハロゲン非含有難燃剤の例には、金属水酸化物、赤リン、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンナノチューブ、タルク、粘土、有機改質粘土、炭酸カルシウム、ホウ酸亜鉛、三酸化アンチモン、珪灰石、マイカ、オクタモリブデン酸アンモニウム、フリット、中空ガラス微小球、膨張性化合物、膨張グラファイト、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、ハロゲン非含有難燃剤は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
一実施形態では、本発明の組成物は、火炎の生成を抑制、抑制、または遅延させることができる少なくとも１つのハロゲンを含まない難燃剤（ＨＦＦＲ）を含む。ハロゲンを含まない難燃剤は、無機材料であり得る。本発明の組成物に使用するのに好適なハロゲン非含有難燃剤の例には、金属水酸化物、赤リン、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンナノチューブ、タルク、粘土、有機改質粘土、炭酸カルシウム、ホウ酸亜鉛、三酸化アンチモン、珪灰石、マイカ、オクタモリブデン酸アンモニウム、フリット、中空ガラス微小球、膨張性化合物、膨張グラファイト、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、ハロゲン非含有難燃剤は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【0066】
ハロゲン非含有難燃剤は、８～２４個の炭素原子、または１２～１８個の炭素原子を有する飽和または不飽和カルボン酸、またはその酸の金属塩で任意に表面処理（コーティング）され得る。例示的な表面処理は、ＵＳＰ第４，２５５，３０３号、同第５，０３４，４４２号および同第７，５１４，４８９、米国特許公開第２００８／０２５１２７３号、およびＷＯ第２０１３／１１６２８３号に記載されている。あるいは、酸または塩は、表面処理手順を使用するのではなく、単に同様の量で組成物に添加され得る。シラン、チタネート、ホスフェート、およびジルコネートを含む当該技術分野で既知の他の表面処理も使用され得る。
【0067】
本開示による組成物での使用に好適なハロゲン非含有難燃剤の商業的に入手可能な例には、Ｎａｂａｌｔｅｃ ＡＧから入手可能なＡＰＹＲＡＬ（登録商標）４０ＣＤ、Ｍａｇｎｉｆｉｎ Ｍａｇｎｅｓｉａｐｒｏｄｕｋｔｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ ＫＧから入手可能なＭＡＧＮＩＦＩＮ（商標）Ｈ５、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【0068】
一実施形態では、ＨＦＦＲは、全組成物の２～９０、または５～８０、または１０～７０重量％を構成するであろう。
【0069】
無機難燃剤は、ハロゲン化難燃剤と組み合わせて使用され得る。そのような無機化合物なしで有用な難燃剤配合物が入手可能であるが、それらが含まれる場合に、難燃性は増加し、これは通常、より低レベルのハロゲン化化合物の使用をもたらす。この後者の特徴は、経済的観点から、また物理的特性および加工可能性を最大にする観点からも有利である。無機アンチモン難燃剤、例えば三酸化アンチモンが、典型的には最適な無機難燃剤であるが、他の既知のかつ有用な（非限定的な）無機難燃剤としては、五酸化アンチモン、ケイ酸アンチモン、ホウ素化合物、カーボンブラック、炭酸カルシウム、金属水和物、焼成粘土、酸化スズ、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、硫化亜鉛、三酸化アルミニウム、および三水酸化アルミニウムが挙げられる。無機難燃剤は、無機難燃剤がそうでなければシラン硬化反応を妨げなければならない可能性があるいかなる傾向も防止するか、または遅らせる材料で被覆され得る。ステアリン酸は、そのような被覆材料の例示である。無機難燃剤および触媒の選択は、いかなる望ましくない相互作用および反応も回避するように行われる。
【0070】
全ハロゲン化難燃剤対無機難燃剤の重量比は、典型的には、０．５：１～５：１、より典型的には０．７：１～４：１、さらにより典型的には１：１～３：１の範囲である。
【0071】
一実施形態では、本発明の組成物は、少なくとも１つの無機アンチモン難燃剤を含む。一実施形態では、少なくとも１つの無機アンチモン難燃剤は、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、またはケイ酸アンチモンである。一実施形態では、無機アンチモン難燃剤は、三酸化アンチモンである。
【0072】
一実施形態では、本発明の組成物は、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、および硫化亜鉛を含む（がこれらに限定されない）少なくとも１つの亜鉛化合物と組み合わせて、少なくとも１つの無機アンチモン難燃剤を含む。一実施形態では、少なくとも１つの無機アンチモン難燃剤は、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、またはケイ酸アンチモンである。一実施形態では、無機アンチモン難燃剤は、三酸化アンチモンである。一実施形態では、本発明の組成物は、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、および硫化亜鉛のうちの少なくとも１つと組み合わせて、三酸化アンチモンを含む。一実施形態では、本発明の組成物は、無機アンチモン難燃剤を含むが、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、および硫化亜鉛のいずれも含まない。一実施形態では、本発明の組成物は、無機アンチモン難燃剤を含むが、いかなる他の無機難燃剤も含まない。
【0073】
一実施形態では、全無機難燃剤は、本発明の組成物の３～８０重量％、または５～７０重量％、または１０～６０重量％、または１５～５０重量％を構成する。一実施形態では、アンチモン難燃剤、好ましくは三酸化アンチモンは、本発明の組成物の３～６０重量％、または５～５５重量％、または１０～５０重量％、または１５～４５重量％を構成し、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、および硫化亜鉛のうちの少なくとも１つは、本発明の組成物の０～２０重量％、または０超～２０重量％、または１～１５重量％、または２～１０重量％の組成物を構成する。
【0074】
組成物
本発明の組成物は、組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、
（Ａ）２０～７５、または３０～７０、または３５～６５、または３７～６０重量％のアルコキシシラン官能化ポリオレフィンと、
（Ｂ）重量平均分子量が、≧１，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは、≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは、≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧≧７５，０００、最も好ましくは≧≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、２０～６０、または２５～５５、または３０～５０、または３５～４５重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０５～２０、または０．１０～１０、または０．１５～５、または０．２０～３重量％のシラノール縮合触媒と、を含む。
本発明の組成物は、組成物の重量に基づく重量パーセント（重量％）で、
（Ａ）２０～７５、または３０～７０、または３５～６５、または３７～６０重量％のアルコキシシラン官能化ポリオレフィンと、
（Ｂ）重量平均分子量が、≧１，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは、≧１０，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは、≧２５，０００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは≧５０，０００ｇ／ｍｏｌ、なおより好ましくは≧≧７５，０００、最も好ましくは≧≧１００，０００ｇ／ｍｏｌの、２０～６０、または２５～５５、または３０～５０、または３５～４５重量％のポリマー臭化難燃剤と、
（Ｃ）０．０５～２０、または０．１０～１０、または０．１５～５、または０．２０～３重量％のシラノール縮合触媒と、を含む。
【0075】
本発明の組成物は、１００℃の高湿条件下での溶融ブレンド、製造、および架橋後に、以下の特性のうちの１つ以上、または２つ以上、または３つ以上、または４つすべてを呈する。
【0076】
本発明の組成物は、１００℃未満の温度の高湿環境での溶融ブレンド、製造、および架橋後、以下の特性のうちの少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つ、または４つすべてを呈する。
（Ａ）水平燃焼性能：（＜）１００ミリメートル（ｍｍ）未満、より好ましくは＜７５ｍｍ、最も好ましくは＜４０ｍｍの合計チャー、
（Ｂ）水平燃焼性能：＜８０秒（ｓ）、好ましくは＜４０秒、より好ましくは＜２０秒、最も好ましくは＜１０秒の消火までの時間、
（Ｃ）耐湿潤絶縁性：（＞）１００メガオーム（Ｍｏｈｍ）超、より好ましくは＞１０００Ｍｏｈｍ超、
（Ｄ）高温クリープ：９０℃の水浴で４時間（ｈ）の劣化後、＜１７５％、好ましくは＜１００％、より好ましくは＜７５％、最も好ましくは＜５０％。
（Ａ）水平燃焼性能：（＜）１００ミリメートル（ｍｍ）未満、より好ましくは＜７５ｍｍ、最も好ましくは＜４０ｍｍの合計チャー、
（Ｂ）水平燃焼性能：＜８０秒（ｓ）、好ましくは＜４０秒、より好ましくは＜２０秒、最も好ましくは＜１０秒の消火までの時間、
（Ｃ）耐湿潤絶縁性：（＞）１００メガオーム（Ｍｏｈｍ）超、より好ましくは＞１０００Ｍｏｈｍ超、
（Ｄ）高温クリープ：９０℃の水浴で４時間（ｈ）の劣化後、＜１７５％、好ましくは＜１００％、より好ましくは＜７５％、最も好ましくは＜５０％。
【0077】
配合／製造
アルコキシシラン官能化ポリオレフィン、臭化難燃剤、シラノール縮合触媒、および任意な充填剤および添加剤の配合は、当業者に既知の標準的な手段によって実施することができる。配合装置の例は、ＢＡＮＢＵＲＹ（商標）またはＢＯＬＬＩＮＧ（商標）などの内部バッチ混合機である。あるいは、ＦＡＲＲＥＬ（商標）連続混合機、ＷＥＲＮＥＲおよびＰＦＬＥＩＤＥＲＥＲ（商標）二軸スクリュー混合機、またはＢＵＳＳ（商標）混錬連続押出機などの、連続単軸または二軸スクリュー混合機または押出機を使用してもよい。利用される混合機の種類、および混合機の操作条件は、粘度、体積抵抗率、および押出表面の滑らかさなどの組成物の特性に影響を及ぼす。
アルコキシシラン官能化ポリオレフィン、臭化難燃剤、シラノール縮合触媒、および任意な充填剤および添加剤の配合は、当業者に既知の標準的な手段によって実施することができる。配合装置の例は、ＢＡＮＢＵＲＹ（商標）またはＢＯＬＬＩＮＧ（商標）などの内部バッチ混合機である。あるいは、ＦＡＲＲＥＬ（商標）連続混合機、ＷＥＲＮＥＲおよびＰＦＬＥＩＤＥＲＥＲ（商標）二軸スクリュー混合機、またはＢＵＳＳ（商標）混錬連続押出機などの、連続単軸または二軸スクリュー混合機または押出機を使用してもよい。利用される混合機の種類、および混合機の操作条件は、粘度、体積抵抗率、および押出表面の滑らかさなどの組成物の特性に影響を及ぼす。
【0078】
組成物の構成成分は、典型的には、混合物を完全に均質化するのに十分であるが、材料をゲル化させるには不十分な温度および時間の長さで混合される。触媒は、典型的には、シラン官能化ポリオレフィンに添加されるが、添加剤がある場合は添加剤の前、添加剤とともに、または添加剤の後に添加されてもよい。典型的には、構成成分は、溶融混合装置で一緒に混合される。次いで、混合物は、最終物品に成形される。配合および物品製造の温度は、シラン官能化ポリオレフィンの融点よりも高いが、２５０℃未満であるべきである。
【0079】
いくつかの実施形態では、触媒および添加剤のうちのいずれかまたは両方が、事前に混合されたマスターバッチとして添加される。そのようなマスターバッチは、一般的に触媒および／または添加剤を不活性プラスチック樹脂、例えば低密度ポリエチレンに分散させることにより形成される。マスターバッチは、溶融配合法により便利に形成される。
【0080】
一実施形態では、構成成分、例えば充填剤中に存在するかまたは関連する水分から生じ得る可能性のあるスコーチを低減または排除するために、構成成分のうちの１つ以上を配合前に乾燥させるか、あるいは構成成分の混合物を配合後に乾燥させる。一実施形態では、架橋性アルコキシシラン官能化ポリオレフィン混合物は、貯蔵寿命を延ばすために、架橋、すなわち縮合触媒の非存在下で調製され、架橋触媒は、溶融成形物品の調製の最終工程として添加される。
【0081】
製造物品
一実施形態では、本発明の組成物は、既知の量および既知の方法によって（例えば、米国特許第ＵＳＰ５，２４６，７８３号および同第ＵＳＰ４，１４４，２０２号に記載の設備および方法を用いて）、シース、半導体、または絶縁層としてケーブルに適用することができる。典型的には、組成物は、ケーブルコーティング用ダイを備える反応器－押出機内で調製され、組成物の構成成分が配合された後、ケーブルがダイから引き出される際に、組成物はケーブル上に押し出される。反応器－押出機内で硬化が開始されてもよい。必要または好ましいわけではないが、成形物品は、高温および外部水分のいずれかまたは両方に曝露されてもよく、高温の場合、典型的には、物品が所望の架橋度に達するような期間の間、周囲温度以上であるがポリマーの融点未満である。成形後硬化の温度は、０℃超であるべきである。本発明のポリマー組成物から作製され得る他の製造物品としては、繊維、リボン、シート、テープ、チューブ、パイプ、隙間充填材、密封材、ガスケット、ホース、発泡体、履物、およびベロが挙げられる。これらの物品は、既知の設備および技術を使用して製造され得る。
一実施形態では、本発明の組成物は、既知の量および既知の方法によって（例えば、米国特許第ＵＳＰ５，２４６，７８３号および同第ＵＳＰ４，１４４，２０２号に記載の設備および方法を用いて）、シース、半導体、または絶縁層としてケーブルに適用することができる。典型的には、組成物は、ケーブルコーティング用ダイを備える反応器－押出機内で調製され、組成物の構成成分が配合された後、ケーブルがダイから引き出される際に、組成物はケーブル上に押し出される。反応器－押出機内で硬化が開始されてもよい。必要または好ましいわけではないが、成形物品は、高温および外部水分のいずれかまたは両方に曝露されてもよく、高温の場合、典型的には、物品が所望の架橋度に達するような期間の間、周囲温度以上であるがポリマーの融点未満である。成形後硬化の温度は、０℃超であるべきである。本発明のポリマー組成物から作製され得る他の製造物品としては、繊維、リボン、シート、テープ、チューブ、パイプ、隙間充填材、密封材、ガスケット、ホース、発泡体、履物、およびベロが挙げられる。これらの物品は、既知の設備および技術を使用して製造され得る。
【0082】
水分架橋の代替または追加として、組成物は、（限定されないが）ヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサン、過酸化物、照射、およびビススルホニルアジドなどの他の手段によっても架橋することができる。
【0083】
本発明は、以下の実施例によりさらに十分に説明される。別途注記のない限り、全ての部分および百分率は重量による。
【実施例】
【0084】
試験方法
密度をＡＳＴＭ Ｄ－７９２に従って測定する。
密度をＡＳＴＭ Ｄ－７９２に従って測定する。
【0085】
エチレンホモポリマーおよびエチレンアルファオレフィンコポリマーの室温での結晶化度は、以下の式を使用して計算する。
式中、
ρ＝エチレン系ポリマーの密度（２３℃でのグラム／ｃｃ）
ρａ＝非晶質画分の密度（０．８５５ｇ／ｃｃ）
ρｃ＝結晶画分の密度（１．００ｇ／ｃｃ）
【数1】
ρ＝エチレン系ポリマーの密度（２３℃でのグラム／ｃｃ）
ρａ＝非晶質画分の密度（０．８５５ｇ／ｃｃ）
ρｃ＝結晶画分の密度（１．００ｇ／ｃｃ）
【0086】
任意のエチレン性ポリマーの結晶化度を、以下の通り測定する：示差走査熱量計（ＤＳＣ）機器ＤＳＣ Ｑ１０００（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用して、エチレン性ポリマーの溶融ピークおよびパーセント（％）または重量パーセント（重量％）の結晶化度を決定する。
（Ａ）ベースライン較正機器。ソフトウェア較正ウィザードを使用する。まず、アルミニウムＤＳＣパン中に試料を全く含まずにセルを－８０℃～２８０℃に加熱することによってベースラインを得る。次いで、較正ウィザードの指示に従ってサファイア標準を使用する。標準試料を１８０℃に加熱し、１０℃／分の冷却速度で１２０℃に冷却し、次いで標準試料を等温で１２０℃に１分間保持し、続いて標準試料を１０℃／分の加熱速度で１２０℃から１８０℃まで加熱することによって、１～２ミリグラム（ｍｇ）の新鮮なインジウム試料を分析する。インジウム標準試料が、融解熱＝２８．７１±０．５０ジュール／グラム（Ｊ／ｇ）、および溶融開始＝１５６．６±０．５℃を有することを決定する。
（Ｂ）同じＤＳＣ機器を使用して、試験試料に対するＤＳＣ測定を実施する。半結晶性エチレン系ポリマーの試験試料を１６０℃の温度で薄膜にプレスする。ＤＳＣ皿に５～８ｍｇの試験試料フィルムを秤量する。パンを蓋で閉じてクリンプし、密閉雰囲気を確保する。密閉したパンをＤＳＣセル内に配置し、３０℃でセルを平衡化し、約１００℃／分の速度で１９０℃に加熱する。試料を１９０℃で３分間保持し、試料を１０℃／分の速度で－６０℃に冷却して、冷却曲線融解熱（Ｈｆ）を得て、等温で－６０℃に３分間保持する。次いで、試料を１０℃／分の速度で１９０℃に再度加熱して、第２の加熱曲線融解熱（ΔＨｆ）を得る。第２の加熱曲線を使用して、－２０℃（エチレンホモポリマー、エチレンと加水分解性シランモノマーとのコポリマー、および０．９０ｇ／ｃｍ３以上の密度のエチレンアルファオレフィンコポリマーの場合）、または－４０℃（エチレンと不飽和エステルとのコポリマー、および０．９０ｇ／ｃｍ３未満の密度のエチレンアルファオレフィンコポリマーの場合）から溶融終了までを積分して「全」融解熱（Ｊ／ｇ）を計算する。第２の加熱曲線を使用して、２３℃で垂直に降下することによって、２３℃（室温）から溶融終了までの「室温」融解熱（Ｊ／ｇ）を計算する。「全結晶化度」（「全」融解熱から算出される）、ならびに「室温での結晶化度」（「室温」融解熱から算出される）を測定および報告する。結晶化度を、試験試料の第２の加熱曲線融解熱（ΔＨｆ）および１００％結晶性ポリエチレンの融解熱に対するその正規化からの、ポリマーのパーセント（％）または重量パーセント（重量％）結晶化度として測定および報告し、％結晶化度または重量％結晶化度＝（ΔＨｆ＊１００％）／２９２Ｊ／ｇであり、式中、ΔＨｆは、上で定義した通りであり、＊は、数学的乗算を示し、／は、数学的除算を示し、２９２Ｊ／ｇは、１００％結晶性ポリエチレンについての融解熱（ΔＨｆ）の文献値である。
（Ａ）ベースライン較正機器。ソフトウェア較正ウィザードを使用する。まず、アルミニウムＤＳＣパン中に試料を全く含まずにセルを－８０℃～２８０℃に加熱することによってベースラインを得る。次いで、較正ウィザードの指示に従ってサファイア標準を使用する。標準試料を１８０℃に加熱し、１０℃／分の冷却速度で１２０℃に冷却し、次いで標準試料を等温で１２０℃に１分間保持し、続いて標準試料を１０℃／分の加熱速度で１２０℃から１８０℃まで加熱することによって、１～２ミリグラム（ｍｇ）の新鮮なインジウム試料を分析する。インジウム標準試料が、融解熱＝２８．７１±０．５０ジュール／グラム（Ｊ／ｇ）、および溶融開始＝１５６．６±０．５℃を有することを決定する。
（Ｂ）同じＤＳＣ機器を使用して、試験試料に対するＤＳＣ測定を実施する。半結晶性エチレン系ポリマーの試験試料を１６０℃の温度で薄膜にプレスする。ＤＳＣ皿に５～８ｍｇの試験試料フィルムを秤量する。パンを蓋で閉じてクリンプし、密閉雰囲気を確保する。密閉したパンをＤＳＣセル内に配置し、３０℃でセルを平衡化し、約１００℃／分の速度で１９０℃に加熱する。試料を１９０℃で３分間保持し、試料を１０℃／分の速度で－６０℃に冷却して、冷却曲線融解熱（Ｈｆ）を得て、等温で－６０℃に３分間保持する。次いで、試料を１０℃／分の速度で１９０℃に再度加熱して、第２の加熱曲線融解熱（ΔＨｆ）を得る。第２の加熱曲線を使用して、－２０℃（エチレンホモポリマー、エチレンと加水分解性シランモノマーとのコポリマー、および０．９０ｇ／ｃｍ３以上の密度のエチレンアルファオレフィンコポリマーの場合）、または－４０℃（エチレンと不飽和エステルとのコポリマー、および０．９０ｇ／ｃｍ３未満の密度のエチレンアルファオレフィンコポリマーの場合）から溶融終了までを積分して「全」融解熱（Ｊ／ｇ）を計算する。第２の加熱曲線を使用して、２３℃で垂直に降下することによって、２３℃（室温）から溶融終了までの「室温」融解熱（Ｊ／ｇ）を計算する。「全結晶化度」（「全」融解熱から算出される）、ならびに「室温での結晶化度」（「室温」融解熱から算出される）を測定および報告する。結晶化度を、試験試料の第２の加熱曲線融解熱（ΔＨｆ）および１００％結晶性ポリエチレンの融解熱に対するその正規化からの、ポリマーのパーセント（％）または重量パーセント（重量％）結晶化度として測定および報告し、％結晶化度または重量％結晶化度＝（ΔＨｆ＊１００％）／２９２Ｊ／ｇであり、式中、ΔＨｆは、上で定義した通りであり、＊は、数学的乗算を示し、／は、数学的除算を示し、２９２Ｊ／ｇは、１００％結晶性ポリエチレンについての融解熱（ΔＨｆ）の文献値である。
【0087】
メルトインデックスまたはＩ２を、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、条件１９０℃／２．１６ｋｇに従って測定し、１０分毎に溶出されるグラムで報告する。
【0088】
限界酸素指数（ＬＯＩ）
ＬＯＩは、酸素の最小濃度であり、ポリマーの燃焼をサポートするであろう割合として表される。酸素および窒素の混合物を燃焼試験片に通過させ、臨界レベルに達するまで酸素レベルを低減することによって測定する。本明細書で報告されるＬＯＩ値は、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３試験方法によって測定する。
ＬＯＩは、酸素の最小濃度であり、ポリマーの燃焼をサポートするであろう割合として表される。酸素および窒素の混合物を燃焼試験片に通過させ、臨界レベルに達するまで酸素レベルを低減することによって測定する。本明細書で報告されるＬＯＩ値は、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３試験方法によって測定する。
【0089】
水平燃焼
綿を発火させる任意の試験片が、発火もしくは発光粒子、または炎滴を発した時点で（綿の無炎炭化は無視するものとする）、ワイヤ、ケーブル、またはアセンブリは、近くにある可燃物を延焼する可能があると判断する。綿で覆われた試験面の領域外側に落ちる、かつ／あるいはくさびもしくはバーナーの上に落ちると、任意の試験片が発火もしくは発光粒子、または炎滴を発した時点で、試験結果を破棄し、試験を繰り返す。繰り返し試験の場合、試験片の水平軸を中心に、幅１２インチすなわち３０５ｍｍｘ深さ１４インチすなわち３５５ｍｍの試験面の領域を綿で覆い、指定された綿を把持するか、あるいはくさびに（くさびの下に綿はない）およびバーナーの基部周りに固定する。いずれの綿も繰り返し試験で発火せず、いずれの試験片も全長が３～１５／１６インチ、すなわち１００ｍｍを超えて炭化しない。本明細書で報告される水平燃焼値は、ＵＬ１５８１，１１００．４試験方法によって測定する。
綿を発火させる任意の試験片が、発火もしくは発光粒子、または炎滴を発した時点で（綿の無炎炭化は無視するものとする）、ワイヤ、ケーブル、またはアセンブリは、近くにある可燃物を延焼する可能があると判断する。綿で覆われた試験面の領域外側に落ちる、かつ／あるいはくさびもしくはバーナーの上に落ちると、任意の試験片が発火もしくは発光粒子、または炎滴を発した時点で、試験結果を破棄し、試験を繰り返す。繰り返し試験の場合、試験片の水平軸を中心に、幅１２インチすなわち３０５ｍｍｘ深さ１４インチすなわち３５５ｍｍの試験面の領域を綿で覆い、指定された綿を把持するか、あるいはくさびに（くさびの下に綿はない）およびバーナーの基部周りに固定する。いずれの綿も繰り返し試験で発火せず、いずれの試験片も全長が３～１５／１６インチ、すなわち１００ｍｍを超えて炭化しない。本明細書で報告される水平燃焼値は、ＵＬ１５８１，１１００．４試験方法によって測定する。
【0090】
高温クリープ
高温クリープ試験は、１５０℃で０．２ＭＰａを使用してワイヤで行う。３つの試験片を試験し、各試料について平均値を報告する。本明細書で報告される高温クリープ値は、ＵＬ２５５６試験方法によって測定する。
高温クリープ試験は、１５０℃で０．２ＭＰａを使用してワイヤで行う。３つの試験片を試験し、各試料について平均値を報告する。本明細書で報告される高温クリープ値は、ＵＬ２５５６試験方法によって測定する。
【0091】
延伸させていない試験片を、予熱した支持装置のあごに置く。あご間の最大距離は、４．０－インチ（１０１．６ｍｍ）である。計算された重量を、試料底部に装着する。１５分間の曝露後、試験片をオーブンから取り出さずに、ゲージマーク間の距離を測定し記録する。試験片が破断したり、オーブン底部まで延伸した場合、その試験片は試験に不合格である。
【0092】
乾燥および耐湿潤絶縁性（ＩＲおよび湿潤ＩＲ）
ＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）押出機を使用して、耐乾燥絶縁性すなわち単にＩＲ試験、および湿潤ＩＲ試験すなわち湿潤ＩＲ用に試料を調製する。典型的には、両方に１０メートル（ｍ）の長さのワイヤを使用する。試験前に、コーティングしたワイヤの外被の両端を約１．５ｃｍ剥がし、銅ストランドを撚り合わせる。ワイヤを蒸留水に浸し、ＩＲおよび湿潤ＩＲの両方の試験中に、導体と水との間に５００ボルト（Ｖ）の直流（ＤＣ）を印加する。ＩＲの場合、ＤＣを１分間印加した後、耐電圧テスターによって測定する。湿潤ＩＲの場合、ワイヤを事前に接地した水に１時間浸し、同じ様式で測定する。本明細書で報告されるＩＲ値および湿潤ＩＲ値は、ＵＬ４４規格によって測定する。
ＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）押出機を使用して、耐乾燥絶縁性すなわち単にＩＲ試験、および湿潤ＩＲ試験すなわち湿潤ＩＲ用に試料を調製する。典型的には、両方に１０メートル（ｍ）の長さのワイヤを使用する。試験前に、コーティングしたワイヤの外被の両端を約１．５ｃｍ剥がし、銅ストランドを撚り合わせる。ワイヤを蒸留水に浸し、ＩＲおよび湿潤ＩＲの両方の試験中に、導体と水との間に５００ボルト（Ｖ）の直流（ＤＣ）を印加する。ＩＲの場合、ＤＣを１分間印加した後、耐電圧テスターによって測定する。湿潤ＩＲの場合、ワイヤを事前に接地した水に１時間浸し、同じ様式で測定する。本明細書で報告されるＩＲ値および湿潤ＩＲ値は、ＵＬ４４規格によって測定する。
【0093】
ＡＣＢＤ Ａｆｔｅｒ Ｇｌａｎｃｉｎｇ Ｉｍｐａｃｔ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌは、絶縁体に損傷のない完成したソリッドＮｏ．１４ＡＷＧタイプＸＨＨＷワイヤの、６つの３８０ミリメートル（ｍｍ）の各試験片の両端を、断面が約５０ｍｍ×１００ｍｍのハードオークボードの広い面の１つに、ワイヤがボードの縦軸に平行でまっすぐになるような方法で固定することを要求している。ボードをしっかりと固定し、ワイヤによって形成された平面は、水平面から４５°傾斜し、各ワイヤは、垂直面内にある。直径２０ｍｍであり、全表面が滑らかで、一端が半球に丸まった固体の直円錐形鋼シリンダからなる重さ０．４５４キログラム（ｋｇ）を支持し、その縦軸は、垂直であり、ワイヤのうちの１つを含む垂直面内にある。半球形端部は、下向きであり、ワイヤの長さの中点の４６０ｍｍ上を中心とするべきである。内径２２ｍｍのまっすぐな垂直管は、シリンダを包囲し、シリンダが落下している間およびそれがワイヤにぶつかった後に、シリンダを垂直に保持するためのガイドとして機能するべきである。案内管の内面は、滑らかであるべきであり、管は、シリンダが案内管から出ないようにする長さを有する。
【0094】
ワイヤの試験片、装置、および周囲空気が２４．０±８．０℃の温度で互いに熱平衡状態にある間に、シリンダは解放され、案内管内に自由に落下し、ワイヤに一度衝突し、次いですぐに４６０ｍｍの高さに再び持ち上げられ、固定される。このプロセスを、残りの５本のワイヤ試験片の各々について繰り返す。衝撃を受けた試験片の各々は、２４．０±８．０℃の温度である水道水に浸漬したその衝撃領域を有する。水は、プラスチック容器内にあり、吊り下げられた金属棒を介して接地されている（または内部の金属表面が直接かつ完全に水と接触しているが、塗装、エナメル加工、または別様に絶縁されていない、アース接地金属容器内）。各試験片の衝撃領域の絶縁体を、試験片の導体とアース接地水容器との間に印加される４８～６２ヘルツ（Ｈｚ）の電位によって破壊されるように電気的にストレスをかける。試験電位を、ＵＬ １５８１段落８２０．１に準拠した変圧器によって供給する。
【0095】
印加電位をほぼゼロから、（ｉ）６０秒間（ｓ）で生成物の定格電圧の１００％以上であり、かつ（ｉｉ）１０秒間で１００％以下である、本質的に均一な速度まで上げる。いかなる場合でも、増加率は、毎秒５００ボルト（Ｖ／ｓ）を超えるべきではない。破壊が生じるまで、このようにして増加が継続する。衝撃を受けた６個の試験片の各々についての破壊電位を記録する。衝撃を受けていない６個の３８０－ｍｍ以上の長さのワイヤ試験片の各々を、絶縁破壊手順に供し、その長さの中心部分は、上記のように水中に浸漬されている。破壊電位は、これらの各試験片の各々について記録されるべきであり、これらの電位の平均を計算および記録する（斜め衝撃後に測定された最高値および最低値を除く）。
【0096】
２ジュール（Ｊ）または０．２０７メートル／キログラム／力（ｍ－ｋｇｆ）の斜め衝撃を個別に受けた、完成したソリッドＮｏ．１４ＡＷＧタイプＸＨＨＷワイヤの平均絶縁破壊電位は、衝撃を受けていない同じワイヤの６つの隣接する試験片の平均絶縁破壊電位の２０パーセント未満であってはならない。
【0097】
引張強度と破断伸びは、試験片が破断する実際の最大荷重を示す装置を使用して、ＵＬ２５５６第３．５節に従って測定される。デバイスは、１２～３０５ｍｍ／分の速度および設定速度の２０％の精度で、動力駆動ジョーを作動させるものとする。ポリマーシースを損傷することなく導体から絶縁体を取り除くことによって、完成したワイヤから３つの試料を調製する。試験片をまっすぐにし、試験片が初期試験位置にあるときに試験機のジョーの間の０．３ｍの間隔を可能にするのに十分な長さに切断する。まっすぐな試験片は、２５０±２ｍｍ（１０±０．０８インチ）離れた２点でゲージマークが付けられるものとする。試験片は、ジョーの間にゲージマークを付けた機械のジョーで把持されるものとし、ジョーは、試験片が破断するまで表２に示される速度で分離されるものとする。有効であると認められるためには、破断は、ゲージマークの間で起こるものとし、いずれのゲージマークにも２５ｍｍ（１インチ）以上近接してはならない。破断前の最大負荷が記録されるものとする。破断時のゲージマーク間の距離は、２ｍｍ（０．０８インチ）を最小単位として記録されるものとする。
【0098】
破裂時の圧縮力を２％の精度で測定することが可能な動力駆動圧縮機を使用して、ＵＬ ２５５６セクション７．１１に従って、圧縮抵抗を測定する。デバイスは、ワイヤ導体と鋼板との間の接触を示す手段を用いて、幅５０ｍｍ（２インチ）の２つの平らな鋼板および３０ボルトの直流電力を用いて、１０±１ｍｍ／分（０．５±０．０５インチ／分）の動力駆動ジョー速度で動作するものとする。導体の一端をむき出しにし、動力板の片側に接続した２５００ｍｍ（１００インチ）の試料を、圧縮機内の水平に載置した鋼板の間に配置する。試験片上の第１の試験点は、下部プレートを中心とし、５０ｍｍ（２インチ）の寸法に平行である。試験片の表面と接触するまで、上部鋼板を下げる。インジケータが接触をシグナル伝達するまで、板の下方への動きを指定した速度で継続する。
【0099】
次いで、接触の瞬間に圧縮機によって示される力を記録する。この手順を、少なくとも２５０ｍｍ（１０インチ）離れ、かつ試験片の両端から少なくとも１２５ｍｍ（５インチ）の９つの追加試験点において繰り返す。１０回の測定の平均が報告され、合格結果と見なされるために１２００ｐｓｉに等しいか、またはそれを超えなければならない。報告した圧縮抵抗値は、最終値であり、初期ピークからのものではない（存在する場合）。
材料
材料
【0100】
ＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＥＡ１００官能化ポリマーは、アクリル酸エチルに由来する１５重量％の単位を含有し、１．３ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有するエチレンエチルアクリレートコポリマーである。
【0101】
ＤＯＷ（商標）Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＤＦＤＡ－７５３０ＮＴは、０．９２２ｇ／ｃｍ３の密度および０．７ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）の直鎖状低密度ポリエチレンであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡ）から市販されている。
【0102】
ＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＤＦＤＡ－５４５１ＮＴは、０．９２２ｇ／ｃｍ３の密度、１．５ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有するエチレン－シランコポリマーであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡ）から市販されている。
【0103】
ＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＤＦＤＡ－５４８１ＮＴは、１－ブテン／エテンポリマー、エテンホモポリマー、フェノール化合物酸化防止剤、ジブチルスズジラウレート（ＤＢＴＤＬ）（シラノール縮合触媒）、およびフェノールヒドラジド化合物のブレンドを含有する触媒マスターバッチである。
【0104】
ＳＩ－ＬＩＮＫ（商標）ＡＣ ＤＦＤＢ－５４５１ＮＴは、０．９２２ｇ／ｃｍ３の密度、１．５ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有するスコーチ遅延性エチレン－シランコポリマーであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡ）から市販されている。
【0105】
ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０は、Ａｌｂｅｍａｒｌｅから入手可能なデカブロモジフェニルエタンである。８２．３重量％の臭素含有量、および９７１ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。
【0106】
ＥＭＥＲＡＬＤ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ（商標）１０００は、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な臭化ポリフェニルエーテルである。７８重量％の臭素含有量を有し、比較的高い分子量のものである。
【0107】
ＥＭＥＲＡＬＤ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ （商標）３０００は、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な臭化スチレン／ブタジエンブロックコポリマーである。６４重量％の臭素含有量、および１００，０００～１６０，０００ｇ／ｍｏｌのＭｗを有する。
【0108】
ＭＩＣＲＯＦＩＮＥ（商標）ＡＯ９は、Ｇｒｅａｔ Ｌａｋｅｓ（Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｇｒｏｕｐ）から入手可能な標準グレードの三酸化アンチモンである。
【0109】
ＭＢ５４は、９７重量％のＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＥＡ１００官能化ポリマー、および３重量％のＢＡＳＦから入手可能なヒンダードアミン光安定剤であるＣＨＩＭＡＳＯＲＢ（商標）１１９を含有するマスターバッチである。
【0110】
ＩＲＧＡＮＯＸ（商標）１０１０は、ＢＡＳＦから入手可能な、立体障害フェノール一次酸化防止剤、すなわちペンタエリスリトールテトラキス（３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート）である。
【0111】
試験片の調製
混合ボウルで表１、表６および表１０に列挙されている組成物を調製するための手順
カムロータを備えた４２０ｍＬのＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）混合ボウルを使用して、組成物を調製する。混合ボウルを難燃剤配合物で７０％充填するように、バッチ質量を計算する。混合ボウルを１２５℃の設定温度に予熱し、ロータ速度を毎分２５回転（ｒｐｍ）に設定する。ポリマーのうちの半分をボウルに添加し、ポリマー溶融物が形成されるまで溶かす。次に、難燃剤を添加し、ポリマー溶融物に組み込む。次いで、残りの量のポリマーおよび酸化防止剤を添加し、次いでロータ速度を４０ｒｐｍに上げる。バッチをさらに５分間流動体化する。混合ボウルから取り出した後、配合物を５分間コールドプレス内に配置する。得られたプラークを、８インチ×８インチ×１５０ミルの金型内に配置されるより小さい片に切断し、以下の条件：５００ｐｓｉ、１２５℃で５分間、続いて２５００ｐｓｉで５分間、続いて金型温度が４０℃に達するまでこの圧力でゆっくり冷却することで圧縮成形する。次いで、圧縮成形したプラークをストリップにギロチン裁断し、Ｗｉｌｅｙミル内に配置して、小型チップを製作する。次いで、チップを、２４：１押出機を備えたＢｒａｂｅｎｄｅｒ（商標）モデルＰｒｅｐ Ｍｉｘｅｒ／Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｈｅａｄ実験室用電気バッチ混合機に供給する。２４：１ Ｍａｄｄｏｘ混合ヘッドスクリューを用いて、ストランドダイを通してポリマーを運搬および溶融する（ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３、およびダイにわたって２０／４０／６０／２０メッシュスクリーンパック、および１４０℃の均一に設定された温度プロファイルを使用して、４０ｒｐｍのスクリュー速度で）。ストランド押出物を再度Ｗｉｌｅｙミルで粉砕して、ペレットを製作する。これらの組成物はすべて熱可塑性であり、ワイヤ構造物の熱可塑性難燃シースならびに他の構成成分とのブレンド中の難燃性マスターバッチを作製するために使用することができる。
混合ボウルで表１、表６および表１０に列挙されている組成物を調製するための手順
カムロータを備えた４２０ｍＬのＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）混合ボウルを使用して、組成物を調製する。混合ボウルを難燃剤配合物で７０％充填するように、バッチ質量を計算する。混合ボウルを１２５℃の設定温度に予熱し、ロータ速度を毎分２５回転（ｒｐｍ）に設定する。ポリマーのうちの半分をボウルに添加し、ポリマー溶融物が形成されるまで溶かす。次に、難燃剤を添加し、ポリマー溶融物に組み込む。次いで、残りの量のポリマーおよび酸化防止剤を添加し、次いでロータ速度を４０ｒｐｍに上げる。バッチをさらに５分間流動体化する。混合ボウルから取り出した後、配合物を５分間コールドプレス内に配置する。得られたプラークを、８インチ×８インチ×１５０ミルの金型内に配置されるより小さい片に切断し、以下の条件：５００ｐｓｉ、１２５℃で５分間、続いて２５００ｐｓｉで５分間、続いて金型温度が４０℃に達するまでこの圧力でゆっくり冷却することで圧縮成形する。次いで、圧縮成形したプラークをストリップにギロチン裁断し、Ｗｉｌｅｙミル内に配置して、小型チップを製作する。次いで、チップを、２４：１押出機を備えたＢｒａｂｅｎｄｅｒ（商標）モデルＰｒｅｐ Ｍｉｘｅｒ／Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｈｅａｄ実験室用電気バッチ混合機に供給する。２４：１ Ｍａｄｄｏｘ混合ヘッドスクリューを用いて、ストランドダイを通してポリマーを運搬および溶融する（ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３、およびダイにわたって２０／４０／６０／２０メッシュスクリーンパック、および１４０℃の均一に設定された温度プロファイルを使用して、４０ｒｐｍのスクリュー速度で）。ストランド押出物を再度Ｗｉｌｅｙミルで粉砕して、ペレットを製作する。これらの組成物はすべて熱可塑性であり、ワイヤ構造物の熱可塑性難燃シースならびに他の構成成分とのブレンド中の難燃性マスターバッチを作製するために使用することができる。
【0112】
表２、表７、および表１１に列挙されているコーティングされたワイヤ試験片を調製するための手順
３ゾーンバレル、２５：１Ｌ／Ｄ（長さ対直径）、０．０５０インチチップおよび０．１２５ダイを備えた３／４インチＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）押出機を、ＭＡＤＤＯＸ（商標）混合ヘッドを備えた３：１圧縮比スクリューとともに使用する。ブレーカープレートおよび４０メッシュスクリーンパックを使用する。むき出しの銅導体は、公称直径０．０６４インチの１４ＡＷＧ／単一ストランドである。ゾーン温度は、ダイを含むすべてのゾーンで１５０℃に設定される。試料でコーティングしたワイヤは、ダイから４～５インチ離れた水槽で直ちに冷却する。
３ゾーンバレル、２５：１Ｌ／Ｄ（長さ対直径）、０．０５０インチチップおよび０．１２５ダイを備えた３／４インチＢＲＡＢＥＮＤＥＲ（商標）押出機を、ＭＡＤＤＯＸ（商標）混合ヘッドを備えた３：１圧縮比スクリューとともに使用する。ブレーカープレートおよび４０メッシュスクリーンパックを使用する。むき出しの銅導体は、公称直径０．０６４インチの１４ＡＷＧ／単一ストランドである。ゾーン温度は、ダイを含むすべてのゾーンで１５０℃に設定される。試料でコーティングしたワイヤは、ダイから４～５インチ離れた水槽で直ちに冷却する。
【0113】
真空乾燥させた試料は、４０ｒｐｍの範囲のスクリュー速度で押し出す。試料でコーティングしたワイヤは、移動するコンベアベルト上に収集する。コンベアベルトの速度は、毎分約８フィートに設定する。ベルトは、０．１２４インチの目標直径を得るように調節し、およそ０．０３０インチすなわち３０ミルのワイヤコーティング厚さを意味する。さらなる試験および評価のために、最低６０フィートの各試料のコーティングしたワイヤ試料を収集する。
【0114】
原位置シラングラフトのためのＭｏｎｏｓｉｌプロセスを模倣することを目的とする、表７の比較例１１および１２の場合、液体添加剤（ＶＴＭＳおよびＬＵＰＥＲＯＸ（商標）１０１過酸化物）をＤＯＷ（商標）Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＤＦＤＡ－７５３０ＮＴ直鎖状低密度ポリエチレン樹脂に浸漬することに留意されたい。これは、ガラス瓶内で樹脂を７０℃で１時間予熱した後、ＶＴＭＳおよびＬＵＰＥＲＯＸ（商標）１０１を添加し、１０分間タンブル混合することによって行う。混合物が入ったガラス瓶を炉に一晩放置して、浸漬を完了する。次いで得られた浸漬した樹脂を他の構成成分と物理的にブレンドし、次いで押出中に溶融混合して、壁厚が公称３０ミルを有する１４ＡＷＧ固体銅上にワイヤ構造物を作製する。
【0115】
試験結果
これらの実施例の熱可塑性および水分架橋性難燃剤組成物について、それぞれ表１および２に報告する。
これらの実施例の熱可塑性および水分架橋性難燃剤組成物について、それぞれ表１および２に報告する。
【表1】
【表2】
【0116】
表３は、モノマー臭化低分子難燃充填剤（ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０、Ｍｗ ９５６ｇ／ｍｏｌ）と比較して、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００ポリマー難燃充填剤の水平燃焼性能の予想外の改善を報告している。例えば、１０秒の消火までの時間を得るには、約１４重量％のＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００充填剤に対して、約２０重量％のＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０充填剤が必要であろう。言い換えれば、水平燃焼での１０秒の消火までの時間をそれぞれ得るには、ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０に対してＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００を使用する場合、１６．４重量％の臭素に対して約１１重量％の臭素が必要である。表３からのデータを、図１ａおよび１ｂにグラフで提供する。
【表3】
【0117】
表４は、様々な比較例および本発明の実施例の限界酸素指数を報告している。これは、様々な難燃充填剤を特徴付ける非常に一般的な方法である。ＬＯＩ値が高いほど、燃焼性能が良好であることを示す。ＬＯＩデータのみに基づくと、当業者は実際に、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００をＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０と比類する最悪の性能と誤って評価するであろう。しかしながら、水平燃焼データに基づくと、充填剤の充填量が６０重量％の場合、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００で作製した試料のＬＯＩ値は約１０％低くなるが、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００試料の場合、チャー長および消火までの時間の両方が低くなる。しかしながら、これは、これらの臭化充填剤の難燃剤として作用する臭素の絶対レベルが低い場合に見られる。
【表4】
【0118】
表５は、ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０を含む試料と比較して、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００を含む試料では、ダイ圧力が低いことを報告している。配合物中の臭素の量を補正すると、１０％超の圧力低下が観察される。
【表5】
【0119】
表６～８および図２ａ～２ｃは、表１および２の組成物のＩＲおよび湿潤ＩＲ性能を報告している。ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０充填剤の充填量が増加すると、湿潤ＩＲ性能の低下が観察され、これは臭化充填剤に対する予想と一致する。しかしながら、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００充填剤の充填量が増加すると、直感に反し、驚くべきことの湿潤ＩＲ性能が改善される。図２ｃは、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００が同様の充填量でＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０よりも良好な性能を示していることを示している（第１のデータポイントは孤立値として除外される）。
【表6】
【表7】
【表8】
【0120】
表９は、表７の組成物から作製したコーティングされたワイヤの機械的特性および難燃特性を報告している。ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０に対して、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００は、良好な機械的性能を維持しながら、改善された高温クリープ性能が観察される。ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）１０００を使用してもトレードオフは見られず、燃焼性能および電気的性能に関して利点が得られる。
【表9】
【0121】
表１０および１１は、比較例（比較例）１３～２０および本発明の実施例（本発明の実施例）１５～１８、２１、２２で使用した熱可塑性および水分架橋性組成物を報告している。
【表10】
【表11】
【0122】
表１２および１３ならびに図３は、表１０および１１に報告されている組成物の機械的特性および難燃特性を報告している。表１２のデータは、合格する水平燃焼を得るには、約２８重量％のＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０を必要とする２３重量％の臭素含有量と比較して、約１７重量％のＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）３０００に相当する１１重量％の臭素含有量が必要であることを示している。これは、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）３０００が充填剤である場合、合格する水平燃焼性能を達成するには、必要な充填剤が４０％少ないことを意味する。さらに、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）３０００は、試料が充填剤の最小充填量で水平燃焼試験に合格しなかったにもかかわらず、ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０よりも低減されたチャー長を提供する。
【0123】
機械的性能に関しては、充填剤レベルが増加すると、耐圧潰性および斜め衝撃性能が改善される。例えば、ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０に対して、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）３０００では、３０重量％超のすべての充填剤レベルでの耐圧潰性値は１６００ポンド－フィート（ｌｂｆ）超であり、低レベルでは同等である。同様に、ＳＡＹＴＥＸ（商標）８０１０に対して、ＥＭＥＲＡＬＤ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ（商標）３０００が３０％の高レベルの充填剤では、斜め衝撃後の保持された破壊強度はより高く、低レベルでは同等である。これにより、所与の充填剤充填量での機械的性能および燃焼性能の望ましい全体的なバランスが得られる。
【表12】
【表13】
【図1a】
【図1b】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図3】
